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300MW教学原理型电站仿真系统

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  • 发布日期:2012-12-20 10:21
  • 有效期至:长期有效
  • 案例区域:北京市
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详细说明
大多数高校教师在教学热力系统相关课程时,如《热力发电厂》, 一般采用理论学习和上仿真机实习相结合的教学方式。这是传统仿真机在教学中的扩展应用。但仅仅是学完了相关课程后的一个实习课,理论与实践的结合有一定的滞后。由于一套完整的电站仿真机除了价格因素外,模型以模拟现场为出发点,更多的是操作练习,且操作也相当复杂。所以仿真系统在课堂上的辅助教学功能没有很好的发挥。
随着仿真技术的发展,SimuWorks®已经能以更加完善的技术和人性化的设计,让从事热力系统相关课程教学的老师自己运用图形化建模工具SimuBuilder搭建热力系统仿真模型。该系统便于教师在课堂上使用,使仿真技术的辅助教学功能在类似《热力发电厂》这样的课程中的作用得到很好的体现。
SimuWorks®除了可以辅助热力系统相关教学外,也可辅助控制系统专业、电力系统专业的教学。
在由清华大学热能系与北京恒和大风软件技术有限公司联合举办的“第一届教学型仿真系统研讨会”上,30多位热动专业的老师对SimuWorks®在辅助热动专业教学中的作用给予了充分的肯定。
<热力发电厂>配套教学型仿真系统实验指导书》(见图1)收录了由清华大学、东北电力大学、沈阳工程学院等高校的教授在教学中利用SimuWorks®制作的10个经典课件。这些课件在辅助《热力发电厂》教学中,能够生动的给学生展现设备的性能以及系统的特性。


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下面我们以《<热力发电厂>配套教学型仿真系统实验指导书》收录的两个课件为例讲解教学型仿真的具体运用:
一、低压回热系统课件在教学中的运用
低压回热系统是这样一个系统:将在汽轮机汽缸内(通常是汽轮机低压缸)做了一部分功的蒸汽抽出,用以加热低压回热加热器中的凝结水。这种由低压回热抽汽管道及其相应附件所组成的系统,称为低压回热抽汽系统。图2是低压回热抽汽系统仿真课件。电厂中的低压回热系统采用一般多级回热。每一级回热的运行状态变化都会影响到系统中其它参数发生变化。在课件运行状态下,我们可以合理的改变任何我们想要改变的设备状态或工质的参数,同时观察设备状态或工质的参数变化后对系统的影响。
我们以关闭六段抽汽电动阀门为例,观察关闭该阀门后系统其它参数的变化。图3我们列出了系统中的5个参数进行观察,包括六段抽汽电动阀门开关状态、六段抽汽量、五段抽汽量、七段抽汽量、汽轮机轴功率。通过曲线我们可以清晰的观察到关闭六段抽汽电动阀门后,其它4个参数的变化速度和变化的范围。

300MW教学原理型电站仿真系统
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二、加热器水位控制课件在教学中的运用
4是同时具有控制对象和控制策略的一个典型的仿真课件,控制的对象是加热器的水位,控制主要包含一个PID控制器。PID控制器的比例调节系数、积分调节系数和微分调节系数的调整跟设备的参数有很大关系。教学中我们可以调整设备的参数、PID控制器控制系数来观察不同的响应速度。
我们以仅改变PID控制器的比例调节系数来观察系统的响应速度,在PID控制器的比例调节系数为1时,我们改变加热器水位的设定值(由200变为240)。调节的响应见图5。PID控制器的比例调节系数变为4时,加热器水位的设定值同样由200变为240,调节的响应见图6。
通过图5和图6的对比,结合理论的学习,我们可以更好的理解PID调节的原理和调节方法。

图4

图5
300MW教学原理型电站仿真系统
图6
 
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